預(yù)應(yīng)力混凝土路面在路橋施工中的應(yīng)用探究

李學(xué)志

摘要：應(yīng)力技術(shù)經(jīng)過幾十年的工程實(shí)踐和不斷研究，已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的工程技術(shù)，其原理廣泛應(yīng)用于房屋建筑、橋梁工程等結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。預(yù)應(yīng)力混凝土路面具有很多傳統(tǒng)的混凝土路面無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，加之近代預(yù)應(yīng)力技術(shù)有了新的發(fā)展，為改善傳統(tǒng)路面的不足，適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，有必要開展特殊混凝土路面的研究工作。預(yù)應(yīng)力混凝土路面是一種預(yù)先加入預(yù)應(yīng)力增加受拉強(qiáng)度的路面。它的長期使用性能明顯比其它的混凝土路面好，并且，因?yàn)榘彘L長、接縫少，改善了行車穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;路橋施工;應(yīng)用

引言

預(yù)應(yīng)力混凝土是為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土，設(shè)法在混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受使用荷載前，通過施加外力，使得構(gòu)件受到的拉應(yīng)力減小，甚至處于壓應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件。目前各國修建的橋梁大多數(shù)是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力還作為施工方法被廣泛的應(yīng)用。隨著我國橋梁建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)必將更加被普遍的應(yīng)用到各種形式的結(jié)構(gòu)中，尤其是在公路橋梁的建設(shè)中應(yīng)用的將更為廣泛。

一、預(yù)應(yīng)力混凝土路面類型

據(jù)現(xiàn)有資料，國外做法大致可將預(yù)應(yīng)力路面分為兩大類：單獨(dú)型板的路面和連續(xù)型板的路面。單獨(dú)型路面就是配置一定數(shù)量的預(yù)應(yīng)力鋼筋，由間隔較長的膨脹縫，相隔離的路面組成。按施加預(yù)應(yīng)力的先后次序又可分為先張法和后張法兩種。這與房屋橋梁上的做法相同，一般多采用后張法。連續(xù)型路面就是無筋路面，因無膨脹縫而得名，這種路面可以做得很長，按照施加預(yù)應(yīng)力的方法可發(fā)為千斤頂加力和白加應(yīng)力。千斤頂加力是一般在兩個(gè)固定的錨固端問，澆筑混凝土，并留有空隙放置加力千斤頂，待混凝土硬化達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，用千斤頂從兩端加力，達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)，將兩端空隙封閉。自應(yīng)力路面不用千斤頂加力，而是選用膨脹水泥，混凝土硬化，體積增大，由于兩端受有約束而使混凝土自動(dòng)產(chǎn)生內(nèi)壓應(yīng)力。一般認(rèn)為，“單獨(dú)型”板的路面要好于連續(xù)型板的路面。主要原因是扣除路基摩阻后的預(yù)應(yīng)力在有膨脹縫路面中幾乎保持常量，而在連續(xù)型板中，板不能自由膨脹，且又很長，從而使其應(yīng)力隨外界溫度、濕度變化很大，很難對所需的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行估計(jì)。因此，工程上多采用“單獨(dú)型”路面。連續(xù)型路面還處于研究、試驗(yàn)階段，實(shí)際應(yīng)用不多。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

（一）預(yù)應(yīng)力混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)

與普通的混凝土路面相比，預(yù)應(yīng)力混凝土路面構(gòu)具有如下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，預(yù)應(yīng)力混凝土路面可以有效改善使用階段的性能。第二，預(yù)應(yīng)力混凝土路面可以有效增強(qiáng)卸載后的恢復(fù)能力。第三，預(yù)應(yīng)力混凝土路面可以有效提高鋼筋的耐疲勞強(qiáng)度。第四，預(yù)應(yīng)力混凝土路面可以對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行合理的調(diào)整。

（二）預(yù)應(yīng)力混凝土路面的缺點(diǎn)

與普通的混凝土路面相比，預(yù)應(yīng)力混凝土路面具有如下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：第一，預(yù)應(yīng)力混凝土路面的施工工藝比較復(fù)雜，而且對施工質(zhì)量的要求也比較高，因而對施工人員的要求也比較高。第二，預(yù)應(yīng)力混凝土路面的施工需要有一定的專門設(shè)備，比如張拉機(jī)具和灌漿設(shè)備等。第三，預(yù)應(yīng)力混凝土路面的成本費(fèi)用較大，對于構(gòu)件數(shù)量少的工程，不是特別的經(jīng)濟(jì)劃算。

三、混凝土質(zhì)量控制

（一）加強(qiáng)對材料的質(zhì)量和性能的控制

材料的質(zhì)量和性能是直接影響工程質(zhì)量的主要因素，主要材料為碎石，水泥、添加劑等?；炷涟韬狭现杏玫墓橇习雌淞酱笮》譃榧?xì)骨料和粗骨料兩種，混凝十用的粗骨料，其最大顆粒粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小間距的3/4，同時(shí)考慮到預(yù)拌混凝土泵送的特點(diǎn)，最好將石子的最大粒徑控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。水泥的品種及質(zhì)量是控制混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵之一，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用符合要求的水泥，水泥進(jìn)場時(shí)應(yīng)對其品種，級(jí)別、包裝或散裝倉號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)定。

（二）加強(qiáng)配合比的確定

影響混凝質(zhì)量的一個(gè)重要因素是混合料的拌和質(zhì)量，即配合比的確定，施工配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土施工和易性等要求確定。充分考慮工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、氣候條件、混凝土輸送方式等因素進(jìn)行配制。進(jìn)入拌和機(jī)的砂石料必須準(zhǔn)確過秤，磅秤使用前應(yīng)檢查校正。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)注意防止混凝土的分層離析，混凝土拌合物運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后，應(yīng)立即澆筑入模，混凝土由料斗，漏斗內(nèi)卸出進(jìn)行澆筑混凝土的高度不得超過2m。混凝土的振搗應(yīng)由使用功率不小于22kw的平板式振搗器，插入式振搗器和振動(dòng)梁配套作業(yè)。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如必須間歇時(shí)間宜縮短，應(yīng)在前層混凝十凝結(jié)之前，將次層混凝土澆筑完畢?；炷猎跐仓办o置過程中，應(yīng)采取措施防止產(chǎn)生裂縫，混凝土因沉降及干縮產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)性的表面裂縫，應(yīng)在混凝土終凝前予以修整。

四、路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土的體系結(jié)構(gòu)

（一）先張預(yù)應(yīng)力體系結(jié)構(gòu)

先張預(yù)應(yīng)力體系，是一種在構(gòu)件預(yù)制過程中建立起來的預(yù)應(yīng)力體系。預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉時(shí)的狀態(tài)可直接觀察，但建立預(yù)加應(yīng)力需要專門的臺(tái)座或支架。先張預(yù)應(yīng)力體系所采用的預(yù)應(yīng)力筋，般為高強(qiáng)粗鋼筋、鋼絲、鋼絞線等，按直線或折線線形布置。預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固主要是靠其端段與混凝土之間的粘結(jié)力實(shí)現(xiàn)的，其錨固長度大小與混凝土強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類有關(guān)。先張預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的直接粘結(jié)作用，預(yù)應(yīng)力鋼筋對混凝土結(jié)構(gòu)的力的作用及其作為構(gòu)件截面受力組成部分的作用，都是在預(yù)應(yīng)力筋放張的同時(shí)形成的。這種直接粘結(jié)作用，更有利發(fā)揮預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉能力，限制混凝土裂縫發(fā)展。

（二）后張預(yù)應(yīng)力體系結(jié)構(gòu)

后張預(yù)應(yīng)力體系是一種能夠在預(yù)制場或現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力體系，后張預(yù)應(yīng)力鋼筋可以采用高強(qiáng)粗鋼筋、鋼絲束J鋼絞線束等，按直線或曲線線形布置在預(yù)留的孔道內(nèi)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固主要靠專用的機(jī)械錨固裝置即錨具實(shí)現(xiàn)。由于后張預(yù)應(yīng)力體系是在結(jié)構(gòu)混凝土成型后開始建立的，不論結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆或預(yù)制施工方法、整體或節(jié)段成型方式，都是經(jīng)過事先預(yù)設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋孔道、預(yù)埋錨具，然后再穿預(yù)應(yīng)力筋、張拉的工藝過程，故對結(jié)構(gòu)作用的基本特點(diǎn)都是相同的。

五、路基約束

任何混凝土板和其下的基層間都存在摩阻約束，該約束阻止板隨溫度、濕度的變化而移動(dòng)。在預(yù)應(yīng)力混凝土路面中，盡量減小該摩擦力是非常重要的，因?yàn)樗且痤A(yù)應(yīng)力損失的主要因素，同時(shí)它也決定著板的長度。盡管國外在這方面已經(jīng)做了不少工作，但摩擦系數(shù)的大小仍難以確定。許多室內(nèi)試驗(yàn)所確定的摩擦系數(shù)都比現(xiàn)場的小，這是因?yàn)槭覂?nèi)未能真實(shí)反映現(xiàn)場的狀況。為了減小摩擦，通常采用一層沙土覆蓋防水紙、砂和油毛銹或砂和聚乙烯薄膜。在這方面進(jìn)行了許多嘗試，還有使用瀝青材料作滑動(dòng)層的，但未見有成功報(bào)道，許多研究表明采用一薄層的同一粒徑的球形顆粒（砂、石屑等）對于減小摩擦效果很好，其作用如同滾珠軸承。

結(jié)束語

在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用時(shí)，要加強(qiáng)對材料的質(zhì)量和性能的控制，加強(qiáng)配合比的確定，這樣才能控制好混凝土質(zhì)量，才能確保路橋預(yù)應(yīng)力混凝土施工中的質(zhì)量。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在公路橋梁工程的施工中應(yīng)用的非常廣泛，但工程施工中也比較容易出現(xiàn)一系列的問題，只有采取相應(yīng)的有效措施，做好各種施工預(yù)案，才能充分保障工程最終的順利施工。

參考文獻(xiàn)

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